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(1)
1.将n个数构造为小根堆:从数组索引为n/2-1的元素开始到0,设元素索引为k,和第2k+1、第2k+2个数进行比较,取最小值与索引为k的数交换位置,若k本身就是最小则不用交换
2.形成小根堆后,数组中索引为0的元素,与索引为n-1的元素交换位置,然后从0开始继续按照设元素索引为k,和第2k+1、第2k+2个数进行比较,取最小值与索引为k的数交换位置的方式进行操作,直到重新形成小根堆
3.按照2的步骤操作10次,第二次与索引n-2,第三次与n-3,那么最小的10个数就在数组索引最后的10个位置
(2)
时间复杂度O(n)、空间复杂度O(1)
评分及理由
(1)得分及理由(满分5分)
学生描述了一种基于小根堆的算法来查找最小的10个数,具体步骤包括:构建小根堆、交换堆顶元素与数组末尾元素、重新调整堆,重复10次以获取最小的10个数。这种方法在理论上是正确的,能够完成任务,且平均情况下的比较次数相对较少。然而,标准答案中提供了两种方法(插入排序思想和堆排序思想),其中堆排序方法使用大根堆来维护最小的10个数,而学生使用小根堆并通过多次交换和调整来获取结果。学生的思路虽然正确,但效率较低,因为构建完整的小根堆并执行10次交换和调整的时间复杂度为O(n + k log n),其中k=10,但学生未明确说明仅调整部分堆,导致实际复杂度可能高于最优方法。由于题目要求平均情况下比较次数尽可能少,而学生的算法在k较小时(k=10)仍需要O(n log n)的堆调整,不如标准答案中的O(n)方法高效。因此,扣1分。
得分:4分
(2)得分及理由(满分5分)
学生给出的时间复杂度为O(n),但根据其算法描述,构建小根堆的时间复杂度为O(n),而执行10次交换和调整堆的时间复杂度为O(k log n),其中k=10,因此总时间复杂度应为O(n + k log n) = O(n + 10 log n) ≈ O(n)。空间复杂度为O(1)正确。但学生在描述中未详细分析时间复杂度,且未区分构建堆和调整堆的步骤,导致时间复杂度的表述不够准确。考虑到整体正确但不够精确,扣0.5分。
得分:4.5分
题目总分:4+4.5=8.5分
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